连载：面向对象葵花宝典：思想、技巧与实践（40） - DECORATOR模式

掌握了设计模式之道后，我们将以全新的方法来理解设计模式，这个方法更简单、更直观，不信？看几个样例就知道了

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DECORATOR模式（以设计模式之道来理解）

【业务】

假设你进入了一个信息安全管理非常严格的公司，这家公司不允许员工自行打印文档，所有的文档打印都需要交给文档打印系统统一管理。文档打印系统会记录每次打印的时间、内容、打印人员。。。。。。等等，以便后续出现问题的时候进行追查。

 

由于公司有很多的部门，每个部门的安全要求并不完全一样，同时每个部门关于文档打印也有自己的一些规定。

 

我们的任务就是要开发一套能够支持整个公司文档打印需求的系统。

 

【发现变化】

文档打印系统面对的变化主要体现在：文档打印要求是变化的，不同的部门有不同的要求，同一个部门也可能修改自己的打印需求。

 

例如：

A部门是一个战略规划的部门，里面的资料都非常重要，打印的时候需要在页眉位置打印“绝密”，在页脚的位置打印“密级申明”，同时要加上“绝密文档”的水印；

B部门是内部培训部门，打印培训材料的时候需要在页眉位置打印“内部公开”，但不需要密级申明，同时加上“培训资料”的水印

C部门是对外宣传部门，打印宣传材料的时候只需要加上“公司logo”的水印；

 

【传统方法】

传统方法使用类继承来封装打印请求，为每个部门创建一个打印的子类。详细示例代码如下：

PrintTask.java -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator;/** * 打印任务类 * */abstract public class PrintTask {    abstract public void print(String text);}

SecretPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:

package com.oo.designpattern.decorator;/** * 绝密文档的打印 * */public class SecretPrint extends PrintTask{    @Override    public void print(String text) {        Printer.printHeader("绝密");        Printer.printText(text);        Printer.printFooter("本文包含绝密信息，请勿泄露！");        Printer.printTextWaterMark("绝密文档");    }}

InternalPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:

package com.oo.designpattern.decorator;/** * 内部公开的文档打印 * */public class InternalPrint extends PrintTask {    @Override    public void print(String text) {        Printer.printHeader("内部公开");        Printer.printText(text);        Printer.printTextWaterMark("培训资料");    }}

PublicPrint.java -- 文档打印系统开发小组负责维护:

package com.oo.designpattern.decorator;import java.awt.Image;/** * 对外宣传的文档打印 * */public class PublicPrint extends PrintTask {    private Image _logo;    @Override    public void print(String text) {        Printer.printText(text);        Printer.printImgWaterMark(_logo);    }}

文档打印系统实现如下：

PrintServer -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator;/** * 文档打印系统 * */public class PrintServer {    /**     * 执行打印任务     * @param task     * @param text     */    public static void executePrintTask(PrintTask task, String text){        log();        task.print(text);        audit();    }        /**     * 记录日志     */    private static void log(){        //省略具体实现代码    }        /**     * 记录审计相关信息     */    private static void audit(){        //省略具体实现代码    }}

定义好不同的打印任务后，每个部门根据自己的需要，选择不同的任务发给文档打印系统。

例如，A部门的打印处理如下：

SecretDepartment.java  -- A部门负责维护

package com.oo.designpattern.decorator;/** * A部门的打印处理 * */public class SecretDepartment {    public void print(String text){        PrintTask task = new SecretPrint();                //PrintServer即“文档打印系统”        PrintServer.executePrintTask(task, text);     }}

传统方法使用类继承来封装变化的打印需求，当面对变化时，存在如下问题：

1）新增部门的时候，需要文档打印系统提供一个新的打印任务类，将导致出现大量的***Print类；

例如：新建了一个D部门，D部门只需要打印纯文本即可，那么已有的SecretPrint、InternalPrint、PublicPrint类都无法满足需求，必须新增一个PurePrint的类；

2）某个部门的打印需求变更的时候，需要改变已有的***Print类；

例如：C部门希望在对外宣传材料的页眉上打印公司名称，则需要修改PublicPrint类。

【设计模式方法】

设计模式封装变化的方法就是Decorator模式。Decorator模式定义如下：

“动态的给一个对象添加一些额外的职责”

 

《设计模式》一书中关于Decorator模式的描述并不很直观，我理解Decorator模式为“通过聚合的方式将动态变化的职责组合起来”。

 

我们详细看看Decorator模式是如何封装变化的。

首先，将变化的职责封装为独立的类。传统方式实现中，不同的职责是对应不同的函数调用，而设计模式中，不同的职责是不同的类；

其次，通过聚合将变化的职责组合起来。传统方式中，不同职责的组合是通过在一个函数中写多行代码来体现的，而设计模式中，通过对象的聚合将不同职责组合起来。

【Decorator模式结构】

Component：定义一个对象接口（对应结构图中的operation函数），可以给这些对象动态添加职责

ConcreteComponent：定义一个对象，这个对象是实际的Component，将被Decorator修饰

Decorator：定义修饰对象的接口，Decorator实现的关键在于聚合了一个Component对象

ConcreteDecorator：具体的修饰对象

【代码实现】

使用Decorator设计模式实现的文档打印系统代码如下：

*********************类设计*****************************

 

PrintComponent.java -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator2;/** * 打印组件的父类 * */abstract public class PrintComponent {    abstract public void print();}

PrintDecorator.java -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator2;/** * 修饰的打印任务，对应Decorator模式中的Decorator * Decorator可以聚合ConcreteComponent或者其他Decorator * 这样可以使得打印任务能够嵌套执行下去，直到最后完成所有打印任务 * */public abstract class PrintDecorator extends PrintComponent {    abstract public void print();}

TextComponent.java -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator2;import com.oo.designpattern.decorator.Printer;/** * 文本打印，对应Decorator模式中的ConcreteComponent * 打印任务到ConcreteComponent就算真正完成了 * */public class TextComponent extends PrintComponent {    private String _text;    TextComponent(String text){        this._text = text;    }        @Override    public void print() {        Printer.printText(this._text);    }}

HeaderDecorator.java -- 文档打印系统开发小组负责维护

package com.oo.designpattern.decorator2;import com.oo.designpattern.decorator.Printer;/** * 页眉打印 * */public class HeaderDecorator extends PrintDecorator {    private PrintComponent _comp; //被修饰的打印组件    private String _text;         //需要打印的页眉内容        /**     * 初始化的时候，必须包含其它打印组件comp，这是实现Decorator模式的前提     * 同时也需要指定当前组件所需的参数，不能在print函数的参数中指定，     * 因为每个Decorator所需的参数是不一样的     * @param comp     * @param text     */    HeaderDecorator(PrintComponent comp, String text) {        this._comp = comp;        this._text = text;    }    /**     * 打印     */    @Override    public void print() {        //打印的时候将当前Decorator和被修饰的Component分开，这是Decorator模式的关键        Printer.printHeader(_text);  //打印页眉                //_comp本身如果是Decorator，就会嵌套打印下去        //_comp本身如果不是Decorator，而是ConcreteComponent，则打印任务到此结束        _comp.print();                   }}

FooterDecorator.java

package com.oo.designpattern.decorator2;import com.oo.designpattern.decorator.Printer;/** * 页脚打印，和页眉打印类似，此处省略相同的注释代码 * */public class FooterDecorator extends PrintDecorator {    private PrintComponent _comp;     private String _text;             FooterDecorator(PrintComponent comp, String text) {        this._comp = comp;        this._text = text;    }    /**     * 打印     */    @Override    public void print() {        Printer.printFooter(_text);  //打印页脚                _comp.print();                   }}

TextWatermarkDecorator.java

package com.oo.designpattern.decorator2;import com.oo.designpattern.decorator.Printer;/** * 文本水印打印，和页眉打印类似，此处省略相同的注释代码 * */public class TextWatermarkDecorator extends PrintDecorator{    private PrintComponent _comp;     private String _text;             TextWatermarkDecorator(PrintComponent comp, String text) {        this._comp = comp;        this._text = text;    }    /**     * 打印     */    @Override    public void print() {        Printer.printTextWaterMark(_text);  //打印文本水印                _comp.print();                   }}

ImgWatermarkDecorator.java

package com.oo.designpattern.decorator2;import java.awt.Image;import com.oo.designpattern.decorator.Printer;/** * 图片水印打印，和页眉打印类似，此处省略相同的注释代码 * */public class ImgWatermarkDecorator extends PrintDecorator {    private PrintComponent _comp;     private static Image _logo; //图片水印只能是公司logo            ImgWatermarkDecorator(PrintComponent comp) {        this._comp = comp;    }    /**     * 打印     */    @Override    public void print() {        Printer.printImgWaterMark(ImgWatermarkDecorator._logo);  //打印图片水印                _comp.print();                   }}

PrintServer.java 

package com.oo.designpattern.decorator2;public class PrintServer {    /**     * 执行打印任务     * @param comp     */    public static void executePrintTask(PrintComponent comp){        log();        comp.print();        audit();    }        /**     * 记录日志     */    private static void log(){        //省略具体实现代码    }        /**     * 记录审计相关信息     */    private static void audit(){        //省略具体实现代码    }}

*********************类使用*****************************

 

A部门的打印处理如下（如下代码请仔细阅读，特别是注释部分）：

SecretDepartment.java  -- A部门负责维护

package com.oo.designpattern.decorator2;/** * A部门的打印处理，注意与传统方法中的SecretDepartment类对比 * */public class SecretDepartment {    /**     * 打印任务1，对应传统方式的SecretePrint类     * @param text     */    public void print(String text){                /**         * 使用Decorator设计模式后，打印任务不再是一个单独的类SecretPrint类，         * 而是通过将多个打印项目聚合成一个打印任务         */        PrintComponent textComp = new TextComponent(text);                //注意header聚合了textComp        PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "绝密");          //注意footer聚合了header，而不是textComp，这样就能够嵌套执行下去        PrintDecorator footer = new FooterDecorator(header, "本文包含绝密信息，请勿泄露！");        //注意watermark聚合了footer，而不是textComp，这样就能够嵌套执行下去        PrintDecorator watermark = new TextWatermarkDecorator(footer, "绝密文档");                //PrintServer即“文档打印系统”，与传统的PrintServer相比，这里不需要知道打印的text内容        //text内容已经封装到TextComponent中去了（对应代码行14行）        PrintServer.executePrintTask(watermark);  //注意这里传递给打印系统的是最后一个Decorator对象watermark    }        /**     * A部门的第二个打印任务，将文本水印改为图片水印，并且不再打印页脚     * @param text     */    public void print2(String text){                /**         * 新增打印任务，无需文档管理系统增加新的类，只要A部门自己修改代码即可         */        PrintComponent textComp = new TextComponent(text);                //注意header聚合了textComp        PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "绝密");          //注意watermark聚合了header，而不是textComp，这样就能够嵌套执行下去        PrintDecorator watermark = new ImgWatermarkDecorator(header);                PrintServer.executePrintTask(watermark);      }}

可以看到，使用了设计模式的方法后，打印业务的变化，可以通过类似数学上的排列组合已有的打印功能来完成，而不再需要新的打印类了。

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